TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
公開番号2022074139
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-05-17
出願番号2021178985
出願日2021-11-01
発明の名称リチウムイオン二次電池用負極、その製造方法及びこれを含むリチウムイオン二次電池
出願人エスケー イノベーション カンパニー リミテッド,SK INNOVATION CO.,LTD.
代理人個人,個人
主分類H01M 4/133 20100101AFI20220510BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】リチウムイオンの挿入及び脱離を容易にし、電池性能を向上させるリチウム二次電池用負極、及び上記負極を含むリチウムイオン二次電池を提供する。
【解決手段】リチウムイオン二次電池用負極は、負極集電体の少なくとも一面に負極合剤層を含み、前記負極合剤層の内部の空隙は、Z-テンソル(tensor)値が0.33以上を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
負極集電体の少なくとも一面に負極合剤層を含むリチウムイオン二次電池用負極であって、前記負極合剤層の内部の空隙は、Z-テンソル(tensor)値が0.33以上を有する、リチウムイオン二次電池用負極。
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
前記負極合剤層は、人造黒鉛、天然黒鉛及びシリコンからなる群から選択される少なくとも一つを負極活物質として含むものである、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用負極。
【請求項3】
前記負極活物質は、アモルファス、板状、フレーク状、球状及び繊維状からなる群から選択される少なくとも一つである、請求項2に記載のリチウムイオン二次電池用負極。
【請求項4】
前記負極合剤層は、負極合剤層の総重量に対して、負極活物質94~98重量%、導電剤0.1~3重量%及びバインダー1.5~3重量%を含むものである、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用負極。
【請求項5】
前記負極合剤層は、片面の電極密度が1.50g/cm

以上である、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用負極。
【請求項6】
負極活物質を含む負極合剤を負極集電体の少なくとも一面にコーティングして負極合剤層を形成する段階(A段階);及び
前記負極合剤層に磁場を印加して前記負極活物質の配向を変化させる段階(B段階)を含み、
前記負極合剤層の内部の空隙は、Z-テンソル(tensor)値が0.33以上を有する、リチウムイオン二次電池用負極の製造方法。
【請求項7】
前記負極合剤は、25℃の温度及びせん断速度(shear rate)0.1s
-1
での粘度が5000~30,000cpの範囲を有するものである、請求項6に記載のリチウムイオン二次電池用負極の製造方法。
【請求項8】
前記負極合剤層に磁場を1秒以上30秒以下の時間の間に印加するものである、請求項6に記載のリチウムイオン二次電池用負極の製造方法。
【請求項9】
前記負極合剤層に印加される磁場は、1,000Gauss以上、25,000Gauss以下である、請求項6に記載のリチウムイオン二次電池用負極の製造方法。
【請求項10】
前記負極合剤は、前記負極合剤の固形分の総重量に対して負極活物質94~98重量%、導電剤0.1~3重量%及びバインダー1.5~3重量%を含む、請求項6に記載のリチウムイオン二次電池用負極の製造方法。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、リチウムイオン二次電池用負極、上記負極の製造方法及び上記負極を含むリチウムイオン二次電池に関するものである。
続きを表示(約 1,400 文字)【背景技術】
【0002】
一般的に、リチウム二次電池用負極は、負極活物質、導電剤、バインダー及び溶媒を含んで製造された負極合剤を負極集電体上に塗布した後、乾燥して、これを圧延する過程を経て製造される。この過程で、異方性構造を有する負極活物質は、主に負極集電体と平行な方向(水平方向)に配向され、二次電池が充放電される過程でリチウムイオンがこれらの負極活物質の間に形成された水平方向の空隙を介して内部に移動するようになる。
【0003】
しかし、このような水平方向に形成された空隙を介してリチウムイオンが移動する場合、電極のローディング(Loading)が高くなるほど、電極内部まで移動すべき距離が大きく増加するようになり、充電過程での抵抗が増加するようになる。特に、高率(high C-rate)での充電を行う場合、電極表面でリチウム塩(Li-plating)が形成されてサイクルが繰り返されることによって電池容量が劣るという問題が発生するようになる。
【0004】
この時、負極活物質が負極集電体と垂直な方向(垂直方向)の配向を有するようになると、形成される空隙も垂直方向に形成されることができ、リチウムイオンが内部まで移動する通路の長さがより短くなる効果が発生し、これによって電池の抵抗を下げることができ、特に高率での充放電効率が改善されて急速充電性能を向上させることができる。
【0005】
ここで、負極合剤を負極集電体の表面に塗布する過程で磁場を印加して負極活物質を負極集電体に対して垂直に配向させ、最終的に得られた負極での負極活物質のXRD値を所定範囲に制御する技術が提案されている。しかし、負極活物質の配向によるXRD値は、それ自体がリチウムイオンの移動経路に対する値ではないため、電池性能と直接的に関連付けられていない限界があり、これに対する代案が必要な実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、リチウムイオンの挿入及び脱離を容易にし、電池性能を向上させようとするものであって、電池性能を直接的に向上させることができるように負極合剤層内の空隙が負極集電体に対して垂直に配向された負極及び上記負極を含むリチウムイオン二次電池を提供する。
【0007】
本発明は、負極合剤層内の空隙の配向度を介して直接的に電池性能を確認することができるリチウムイオン二次電池用負極及びこれを含む電池を提供する。
【0008】
さらに、本発明は、負極合剤層内の空隙を負極集電体に対して垂直に配向させることができる方法を提供する。
【0009】
本発明は、負極合剤層内の空隙の配向度を介して直接的に電池性能を確認することができるリチウムイオン二次電池用負極の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、リチウムイオン二次電池用負極に関するものであって、負極集電体の少なくとも一面に負極合剤層を含み、上記負極合剤層の内部の空隙は、Z-テンソル(tensor)値が0.33以上を有するリチウムイオン二次電池用負極を提供する。
(【0011】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

個人
ケーブルの端子圧着工具
6日前
アムトランス株式会社
抵抗器
5日前
株式会社GSユアサ
蓄電装置
1日前
住友電装株式会社
端子台
1日前
豊興工業株式会社
ソレノイド駆動回路
今日
旭化成株式会社
発光素子
今日
住友電装株式会社
コネクタ
6日前
住友電装株式会社
コネクタ
5日前
日本電産株式会社
冷却装置
7日前
昭和電工株式会社
冷却装置
5日前
河村電器産業株式会社
回路遮断器
今日
三洲電線株式会社
撚線導体
6日前
ローム株式会社
半導体装置
1日前
株式会社ヨコオ
車載用アンテナ装置
今日
オムロン株式会社
電磁継電器
今日
トヨタ自動車株式会社
コネクタ装置
1日前
ケル株式会社
コネクタ
6日前
株式会社豊田自動織機
端子台
6日前
住友電装株式会社
端子付き電線
今日
株式会社村田製作所
半導体装置
5日前
株式会社JVCケンウッド
押しボタン
今日
日亜化学工業株式会社
発光装置及び面状光源
6日前
日本特殊陶業株式会社
スパークプラグ
1日前
サクサ株式会社
筐体の放熱構造
5日前
株式会社ディスコ
ウェーハの加工方法
4日前
株式会社村田製作所
半導体装置
5日前
住友電装株式会社
ワイヤハーネス
1日前
株式会社デンソー
電気部品
1日前
株式会社カネカ
太陽電池の製造方法
5日前
株式会社カネカ
太陽電池の製造方法
4日前
株式会社デンソー
半導体装置
1日前
SMK株式会社
電気コネクタ
5日前
矢崎総業株式会社
バッテリ制御装置
4日前
イリソ電子工業株式会社
コネクタの接続構造
今日
株式会社ダイヘン
ワーク搬送用ハンド
4日前
I-PEX株式会社
端子
6日前
続きを見る